釔穩(wěn)定氧化鋯-硅酸鑭復(fù)合氧離子導(dǎo)體的制備、導(dǎo)電性及相關(guān)機理.pdf

1、納米復(fù)合材料集兩種或兩種以上材料組元的納米特性和復(fù)合特性于一體，從而在性能上表現(xiàn)出優(yōu)于或完全不同于單個組元的特性。納米復(fù)合后，兩相界面占體積比例高，且由于結(jié)構(gòu)的差異在界面處產(chǎn)生高密度缺陷。而界面缺陷區(qū)中，空間電荷的重排以及品格失配引起的應(yīng)變勢場對材料綜合導(dǎo)電性的變化產(chǎn)生重要作用。因此，納米復(fù)合技術(shù)成為功能材料領(lǐng)域研究發(fā)展的重要手段，該技術(shù)為改善氧離子電解質(zhì)材料的離子導(dǎo)電性提供了新思路。
　　 論文結(jié)合8 mol％氧化釔穩(wěn)定氧化鋯

2、(YSZ)和磷灰石型硅酸鑭(La10-xSi6O27-δ，LSO)的結(jié)構(gòu)和物化特性，通過不同的實驗方法以及兩相含量的變化研究復(fù)合電解質(zhì)導(dǎo)電性的變化并討論相關(guān)機理。在交流阻抗技術(shù)的理論基礎(chǔ)上，利用Zview軟件模擬晶粒和晶界電阻電容值變化時材料總電導(dǎo)的變化規(guī)律。另外，還重點討論了晶粒納米化對材料導(dǎo)電性的影響、納米尺寸下晶界特性的轉(zhuǎn)變及其產(chǎn)生的效應(yīng)。工作主要涵蓋以下內(nèi)容：
　　 (1)利用共沉淀法合成YSZ和La10-xSi6O27

3、-δ，對比并討論結(jié)構(gòu)變化對材料導(dǎo)電性的影響。著重討論立方和四方Y(jié)SZ結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變方式以及轉(zhuǎn)變前后載流子濃度及導(dǎo)電通道的變化。分析了La含量變化時磷灰石結(jié)構(gòu)的變化及其如何影響氧離子通道，進(jìn)而影響材料導(dǎo)電性等問題。
　　 (2)通過固相混合的方式將YSZ和LSO納米粉體復(fù)合制備成兩相共存的氧離子復(fù)合電解質(zhì)。通過LSO含量的變化，結(jié)合空間電荷理論、界面應(yīng)變場理論和滲流理論討論兩相復(fù)合后材料的導(dǎo)電機理。分析認(rèn)為對于高缺陷濃度的氧離子導(dǎo)體，復(fù)

4、合界面區(qū)的空間電荷層非常窄，對材料綜合導(dǎo)電性的影響可忽略。而界面應(yīng)變區(qū)內(nèi)的應(yīng)變和位錯群則是氧離子遷移的關(guān)鍵通道并主導(dǎo)界面導(dǎo)電，結(jié)合滲流理論說明導(dǎo)電通道的連通性對材料導(dǎo)電性的影響。
　　 (3)利用改性共沉淀法制備了YSZ-15wt％LSO納米復(fù)合氧離子導(dǎo)體。主要分析討論沉淀體表面進(jìn)行改性處理的機制以及產(chǎn)生的效應(yīng)。聚乙二醇的大分子結(jié)構(gòu)通過空間位阻效應(yīng)將沉淀粒子分隔防止團聚，而檸檬酸則是通過靜電排斥作用使顆粒分散。另外，納米顆粒的高